4.２蛋白质 课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

第二节 蛋白质 第四章 生物大分子 课时4.２ 蛋白质 1 重点：氨基酸、蛋白质的组成、结构特点和主要化学性质 难点：氨基酸、蛋白质的组成、结构特点和主要化学性质 学习目标 1.知道氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质，了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。（宏观辨识与与微观探析） 2.了解蛋白质的组成、结构和性质，认识人工合成多肽、蛋白质等的意义。（科学精神和社会责任） 3.知道酶催化的特点。（微观探析） 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 病毒的基本结构有核心(核酸)和衣壳(蛋白或脂蛋白)。 认识蛋白质 新型冠状病毒 变异后的新型冠状病毒 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 氨基酸与人体健康 资料卡片： 　　　各种生物体中发现的氨基酸已有180多种，但常见的构成动植物体蛋白质的氨基酸只有约20种，人体必需但又不能自身合成的有8种，需要从食物中获得，这些氨基酸就称为必需氨基酸。 它们分别是：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 4分钟时间阅读课本完成下列问题 1、氨基酸中一定含有哪些官能团？组成蛋白质的氨基酸主要是什么氨基酸？试着写出几种氨基酸的结构简式。 2、人体必需氨基酸有几种？由此你可以得到什么健康建议？ 3、氨基酸的物理性质有哪些？从结构的角度来解释下氨基酸溶于水的原因。 4、从官能团角度分析氨基酸的化学性质。 书写丙氨酸发生与盐酸、NaOH溶液的反应 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 【主干知识梳理】 一、氨基酸的结构和性质 1、氨基酸的结构特点 (1)定义：羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代得到的化合物称为氨基酸，氨基酸分子中含有氨基和羧基，属于取代羧酸 (2)官能团：分子中既含有—COOH(羧基)又含有—NH2(氨基) (3)结构特点①天然氨基酸主要是α-氨基酸，其结构简式可以表示为 ②手性碳原子：除甘氨酸外，一般α­氨基酸中含手性碳原子，是手性分子，具有对映异构体 ＊ 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 (4)重要的氨基酸 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 2、氨基酸的物理性质：天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，多在200～300 ℃熔化时分解。一般能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂3、氨基酸的化学性质(1)氨基酸的两性：氨基酸分子中含有酸性基团—COOH和碱性基团—NH2，因此氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐 ①与盐酸的反应： ②与氢氧化钠反应： 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 (2)成肽反应:两个氨基酸分子(可以相同，也可以不同)在一定条件下，通过氨基与羧基间缩合脱去水，形成含有肽键(　　　　　　)的化合物，发生成肽反应 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 【微点拨】①氨基酸的缩合机理：氨基酸的成肽反应原理是由氨基提供的氢原子与羧基提供的羟基结合生成水。肽键可简写为“—CONH—”，不能写成“—CNHO—”，两者的连接方式不同②反应类型：取代反应③由几分子氨基酸结合而成叫几肽。由两个氨基酸分子缩合后形成的含有肽键的化合物称为二肽。二肽还可以继续与其它氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽，以至生成长链的多肽如：两分子氨基酸　　　　二肽　　三肽　　四肽　　…　　多肽(肽键) ④多肽分子中肽键个数的判断：由n个氨基酸分子发生成肽反应，生成一个肽链时，会生成(n－1)个水分子和(n－1)个肽键 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 (3)氨基酸缩合的反应规律 两分子间缩合成二肽 两分子间缩合成环 一分子间缩合成环 甘氨酸缩聚成高分子化合物 【对点训练1】 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 1、氨基酸的结构特点： 含有-NH2 及-COOH 2、氨基酸的性质： （1）具有两性：碱性和酸性 （2）成肽（缩合）反应 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 二、蛋白质1、定义与组成　　蛋白质是由多种氨基酸通过肽键等相互连接形成的一类生物大分子，相对分子质量大于10000，具有一定空间结构的多肽，是一般细胞中含量最多的有机分子。主要由C、H、O、N、S等元素组成，有些蛋白质还含有P、Fe、Zn、Cu等元素2、四级结构(1)任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有独特而稳定的结构(2)蛋白质分子特定的空间结构：蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序，称为蛋白质的一级结构。多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构，称为蛋白质的二级结构。蛋白质分子在二级结构基础上进一步盘曲折叠形成的三维结构，称为蛋白质的三级结构，进一步形成蛋白质的四级结构 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 二级结构：多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构 三级结构：二级结构的肽链进一步盘曲折叠形成的三维结构。 每一个具有三级结构的多肽链称为亚基。 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 四级结构：亚基的立体排布、亚基间的相互作用与布局 1965年我国科技工作者成功合成了具有生物活性的——结晶牛胰岛素。这是科学史上的一大成就，可以说是科学史上又一“丰碑”。在认识生命现象揭开生命奥秘的伟大历程中，做出了重要贡献。 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 3、蛋白质的主要性质(1)蛋白质的两性：蛋白质的多肽由多个氨基酸缩合形成，在多肽链的两端必然存在着自由的氨基与羧基，同时侧链中也往往存在酸性或碱性基团。因此，蛋白质与氨基酸类似，也是两性分子，既能与酸反应，又能与碱反应(2)蛋白质的水解：蛋白质酸、碱或酶的作用下，逐步水解成相对分子质量较小的多肽，最终逐步水解得到氨基酸。食物中的蛋白质在人体内各种酶的作用下水解成各种氨基酸，氨基酸被肠壁吸收进入血液，再在人体内重新合成人体所需的蛋白质①水解原理：②水解过程：蛋白质　　　　　　　多肽　　　　　　　　氨基酸 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 (3)蛋白质的胶体性质：蛋白质是大分子化合物，其分子大小一般在1~100nm之间，其水溶液具有胶体溶液的一般特性。如：具有丁达尔现象、布朗运动，不能透过半透膜以及较强的吸附作用 (4)蛋白质的盐析 实验内容 在试管中加入2 mL 饱和(NH4)2SO4溶液，向其中加入几滴鸡蛋清溶液，振荡，观察现象。再继续加入蒸馏水，振荡，观察现象 实验装置 实验现象 试管内先有沉淀析出；加蒸馏水后沉淀又溶解 实验结论 饱和(NH4)2SO4溶液能降低鸡蛋清在水中的溶解度，但不改变鸡蛋清的性质 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 ①概念：少量的某些可溶性盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)能促进蛋白质的溶解。但当这些盐在蛋白质溶液中达到一定浓度时，反而使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析出，这种作用称为盐析②条件：浓的轻金属盐溶液或铵盐溶液。少量的无机盐能促进蛋白质的溶解③特点与应用：盐析是可逆过程，继续加水时，能使沉淀溶解，不影响蛋白质的生理活性。采用多次盐析和溶解可分离提纯蛋白质 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 (5)蛋白质的变性 实验内容 在三支试管中各加入2 mL 鸡蛋清溶液，将一支试管加热，向另两支试管中分别加入硝酸银溶液和乙醇，观察现象。再向试管中加入蒸馏水，观察产生的沉淀能否溶解 实验装置 实验现象 加热后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解 加入硝酸银溶液后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解 加入乙醇后，鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解 实验结论 加热、硝酸银溶液、乙醇都能使蛋白质的性质发生改变 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 ①概念：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性物理因素：加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线和放射性等化学因素：强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等②特点：变性会使蛋白质的结构发生变化，使其失去原有的生理活性，变性后的蛋白质在水中不能重新溶解，是不可逆过程。利用蛋白质的变性，可用于杀菌消毒，而疫苗等生物制剂的冷冻保存则为了防止变性 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 ③蛋白质的盐析与变性的比较 盐析 变性 概念 蛋白质在某些盐的浓溶液中溶解度降低而析出 蛋白质在加热、强酸、强碱等条件下性质发生改变而凝结起来 特征 可逆 不可逆 实质 溶解度降低，物理变化 结构、性质改变，化学变化 条件 钠、镁、铝等轻金属盐或铵盐的浓溶液 加热、强酸、强碱、强氧化剂、紫外线、重金属盐、苯酚、甲醛、乙醇等 用途 分离提纯蛋白质 杀菌、消毒 实例 硫酸铵或硫酸钠等盐溶液使蛋白质盐析 重金属盐(例如硫酸铜)溶液能使蛋白质变性 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 ①显色反应：向蛋白质溶液加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热后沉淀变黄色，分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄色，利用此性质可以鉴别某些蛋白质 ②固体蛋白质如皮肤、指甲遇浓硝酸变黄色。除了硝酸，其他一些试剂也可以与蛋白质作用呈现特定的颜色，可用于蛋白质的分析检测(7)蛋白质的灼烧蛋白质在灼烧时，可闻到烧焦羽毛的特殊气味，用此性质可鉴别毛料纤维和合成纤维 (6)蛋白质的显色反应——可用于蛋白质的分析检测 实验内容 向盛有2 mL 鸡蛋清溶液的试管中加入5滴浓硝酸，加热，观察实验现象 实验装置 实验现象 试管内先有白色沉淀，加热后沉淀变黄色 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 4、在生产、生活中的应用(1)蛋白质是人类必需的营养物质，能保证身体健康(2)动物的毛、皮和蚕丝的主要成分是蛋白质，可应用于工业上(3)酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂【微点拨】①在日常生活中有时需要利用蛋白质变性，如食物加热、消毒等，有时防止蛋白质变性，如疫苗等生物制剂需低温保存等②烫发原理：一般烫发时使用的还原剂可以使头发中的二硫键断裂，产生游离的巯基(—SH)。再用一定的工具将头发卷曲或拉直成需要的形状。然后用氧化剂使巯基之间发生反应，生成新的二硫键(—S—S—)，使头发的形状得以固定 【对点训练2】 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 三、酶1、概念：是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机物，其中大多数是蛋白质。酶对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的反应具有很强的催化作用2、催化特点(1)条件温和、不需加热。在接近体温和接近中性的条件下，酶就可以起催化作用(2)具有高度的专一性。如：蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应，淀粉酶只对淀粉水解起催化作用(3)具有高效催化作用。酶催化的化学反应速率比普通的催化剂高107～1013倍【微点拨】使用酶作催化剂时，反应温度不能过高，原因是高温下蛋白质变性，酶失去催化活性3、应用　　酶已经得到了广泛的应用，如蛋白酶用于医药、制革等工业，淀粉酶用于食品、发酵、纺织等工业，有的酶还可用于疾病的诊断 【对点训练3】【课后作业】 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 知识小结-蛋白质的性质 1. 水溶性：有些可溶，有些难溶。 2. 水解：水解生成氨基酸。 3. 盐析 4. 变性 5. 颜色反应 6. 灼烧产生烧焦羽毛的气味 CH2 C NH2 O N CH2 COOH H 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 氨基酸 缩合 水解 肽 缩合 水解 蛋白质 氨基 羧基 两性 变性 盐析 显色反应 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 1.下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是( ) ①NaHCO3 ; ②(NH4)2S ; ③Al(OH)3 ; ④NH4Cl；⑤H2N-CH2-COOH ; ⑥CH3-COOH A.①②③ B.①②④⑤ C.⑤⑥ D.①②③⑤ 【小结】既能与酸反应又能与碱反应的物质 (1)多元弱酸的酸式盐； (2)弱酸的铵盐； (3)具两性的物质； (4)氨基酸和蛋白质； (5) 某些单质如Al等。 D 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 2.书写成肽的反应 （1）两分子间缩合成二肽 H2N━CH2━COOH （2）分子内缩合成环 H2N━CH2━CH2━CH2━COOH （3）多个分子缩合成多肽或蛋白质 CH3━CH━COOH NH2 选择性必修３ 高中化学（人教版） 　　　 永远不要低估你改变自我的能力！ 第四章 生物大分子 $$